如何在示波器上查看 USB 流量?

电器工程 USB 示波器
2022-01-26 14:30:07

我正在尝试检查 USB 鼠标与示波器 (PicoScope 3204) 的通信。当我将示波器的地线连接到两条数据信号线之一(Data+ 或 Data-)时,鼠标会关闭。鼠标是 1995 年的 Microsoft Home 设备,所以它必须使用 USB 1.1,而不是一些花哨的高速版本。我也在 USB 记忆棒上尝试了同样的方法,并遇到了同样的问题。我可以构建一个简单的电路来克服这个问题吗?

我知道为此目的有复杂的 USB 测试装置,但我正在尝试将其作为演示/实验,因此我正在寻找一个最小的自制解决方案。

4个回答

不要将数据线接地。他们在地上。超越逻辑

USB 使用差分传输对传输数据。这使用 NRZI 进行编码,并进行位填充以确保数据流中有足够的转换。在低速和全速设备上,通过将 D+ 拉至超过 2.8V 并将 15K 欧姆电阻拉至地,并通过将 1.5K 欧姆电阻拉至 3.6V 将 D- 拉至 0.3V 以下来传输差分“1”。另一方面,差分“0”是大于 2.8V 的 D- 和小于 0.3V 的 D+,具有相同的适当下拉/上拉电阻。

您需要将示波器接地连接到 USB 接地。否则,您将杀死其中一个信号,差分接收器将无法检测到所需的相位反转。

示波器接地后,单通道示波器可以监控 D+ 或 D-。双通道示波器可以同时监控两者,您应该在数据传输时看到相位反转。

请参阅这个非常有用的解释为什么 USB D- 不是 GND。如果要探测 USB 数据对;您需要在 GND 和 USB D- 和/或 D+ 之间连接示波器。

还要记住,在大多数 PC 中,“GND”是接地的;您的示波器 GND 引线也是如此。这可能是关闭的行为,因为您通过示波器有效地将 USB D- 连接到 GND(通过地)。

添加更多信息和参考,与测试期间设备的安全操作有关。

在将测试设备的接地或机箱连接到 DUT(被测设备)之前,您必须非常小心

可能会发生一些非常糟糕的事情,包括:

  • 使您或其他人面临死亡风险。
  • 永久损坏您的测试设备。
  • 永久损坏您的测试电路或 DUT。

关于浮动与接地测试设备和安全性的一些有趣参考。我无法在这里总结它们,因为主题非常广泛:

示波器接地连接到 USB 0V [试试白线。用直流万用表测试你连接到的电脑机箱是 0V 和低欧姆]

如果您的示波器允许两个通道差异 AB,则将 A 用于 usb +data,将 B 用于 usb -data。

始终测试 PC 与打印机或网络摄像头等设备之间的流量。您需要该设备,因为 USB 在启动之前会进行握手。刮掉绝缘层以露出电线并尝试使用高阻抗 (10 Meg) 示波器探头。它可能会自我调整,以便使用丑陋的裸露电缆。不要指望任何 > 10MHz 的东西都能像这样工作,因为示波器探头很难看,而且 240 欧姆端接探头会与设备正确端接的握手冲突。

我不知道USB-C;它可能有很多额外的开关来决定方向。我不知道 100 瓦的电源线可能会做什么。避免使用 USB-C